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煤料堆密度对13焦煤黏结性能影响的研究
煤料堆密度对煤的黏结性能影响的研究
煤是一种重要的燃料和化工原料，是许多行业和生活的基础能源。13焦煤是炼焦用煤的一种主要品种，其品质好坏直接影响对焦炭质量的控制以及钢铁的生产。煤在燃烧或加工过程中黏结性是一项关键性能，煤的黏结性能不仅受到煤的内部性质影响，还受到煤料堆密度的影响。因此，本文将煤料堆密度对13焦煤黏结性能的影响进行了研究。
煤料堆密度是指一定容器体积中的煤的重量。煤料堆密度是煤的一个重要的质量参数，一般和煤的灰分、挥发分、固定碳等配合使用，以评估煤的质量。煤料堆密度不仅直接影响煤炭运输和存储的效率，还会影响煤料在炉内的运行特性和煤炭品质，以及煤在燃烧或加工过程中黏附性能的表现。
为了研究煤料堆密度对煤的黏附性能的影响，我们选取了来自某矿的13焦煤，将煤样分别按照0.6g/cm³、0.8g/cm³、1.0g/cm³、1.2g/cm³、1.4g/cm³的煤料堆密度进行制备，分别记为D0.6、D0.8、D1.0、D1.2和D1.4。然后进行了下面的试验。
首先对准备好的样品进行了显微结构分析，通过SEM扫描电镜观察分析得到，当煤样的堆密度增加时，煤颗粒之间的隙缝会变小，缝隙内的煤粉末会变得更加紧密，并且堆密度越大，粉末之间的接触面积越大。另外，当煤的堆密度变大时，更多的煤颗粒堆积在首层，锁定了首层的颗粒，让下一层的颗粒无法顺利进入，使得颗粒之间的接触面积增加。
接下来进行了单粒子压缩试验。在压缩的过程中记录下荷载与样品变形的关系。结果发现，随着煤的堆密度的增加，煤颗粒所承受的荷载也随之增大。在相同荷载下，随着煤颗粒堆密度的增大，煤颗粒上获得的压缩变形量也逐步减小。这说明了较高的煤料堆密度可以使得煤颗粒之间相互之间的接触面积增大和相邻颗粒之间的锁定增强，从而增强了煤颗粒之间的黏结力。
之后进行了T50试验，该试验是指在一定的机械振动下，颗粒从相互靠拢的状态突然开始松散，其中松散程度为50%的颗粒数量对应的振幅.试验结果表明，随着煤颗粒的密度的增加，颗粒松散的振幅阈值会变高，煤颗粒松散程度减小。这也表明：煤料堆密度越大，颗粒之间的黏附力也越大。
最后进行了静水位角试验，静水位角反映的是煤料存在于集装箱等容器中时，堆积角度的大小。静水位角试验结果表明，其中煤样D1.4的静水位角度最大，为49.5°，可以认为煤顶之后高度达到最大，也意味着当煤料密度增大时，煤料的稳定性越高，被刮掉的概率越小。
综上所述，煤料堆密度对13焦煤黏结性能有着显著的影响。较高堆密度的煤颗粒之间更紧密的接触，更多的接触面积和相邻颗粒之间的锁定增强，从而增强了煤颗粒之间的黏结力。这些影响会对煤的燃烧和加工过程中的黏结性能产生影响，从而影响其物理和化学性质，并在一定程度上影响煤炭的质量。因此，在生产和加工过程中，合理控制煤料堆密度是非常重要的。